Metall qisqichlar kabi zichlanuvchi materiallar
Keling, bir daqiqaga shuni tasavvur qiling.
Sizda bir hovuch kichkina metall qisqichlar bor — xuddi hujjatlarni biriktirish uchun ishlatadiganlari. Ularni qopga solib, chayqatasiziz. Va mo'jiza bo'lib, o'sha ajinlachqa qisqichlar bironta qattiq, sindirib bo'lmaydigan jismga aylanadi. Tortasiz, qo'laysiz — bir joyda turadi, go'yo payvandlab qo'yilgandek.
Endi boshqacha chayqatasiziz, va u... bo'shashadi. Yana kichkina qisqichlar yig'indisiga qaytadi.
Bu sehrgarlikdek tuyuladi, to'g'rimi? Aslida, Kolorado universiteti Boulder shahridagi olimlar guruhi aynan shuni yaratdi. Va men buni haqiqatan ham tushunolmayapman.
Sir nima? Qurilish bloklarining shakli
Mana bu yerdaqiziqarli tomon boshlanadi. Guruh rahbari — professor Francois Barthelat — o'z laboratoriyasida (nomini eshitganda zavq olasiz: "Advansed Materials & Bioinspiration Laboratory") kichik zarrachalar shakli milyardlab birlashganda nima bo'lishini o'rganayapti.
Qum haqida o'ylab ko'ring. Har bir donacha silliq va yumaloq, mayda sharchadek. Qumni uyasangiz, bir-biriga mahkam o'rnashmaydi — donachalar sirpanadi. Shu sababli qum suyuqlikdek oqadi.
Ammo agar shaklni o'zgartirsak-chi?
Olimlar kompyuter orqali minglab turli shakllarni sinab ko'rdilar. Maqsad — olimlar "tutashuv" deb ataydigan narsani maksimum darajaga oshirish. Va g'olib chiqqan shakl? Ikki oyog'li forma — tuproq qisqichga juda o'xshash.
Ha, shu kichkina metall qisqichlar — hujjatlarni biriktirish uchun ishlatadigan.
Nima uchun qisqich shaklidagi zarrachalar ajoyib
Milardinlab bunday qisqich shaklidagi zarrachalar birga bo'lganda, sehrli narsa sodir bo'ladi. Ular murakkab tarzda bir-biriga tushadi va tutashadi — natijada butun massa g'oyat kuchli bo'lib qoladi.
Doktorant Saeed Pezeshki shunday dedi: "Qisqichga o'xshash zarrachalardan tashkil topgan tutashgan granular material bir vaqtning o'zida ham yuqori mustahkamlik, ham chidamlilikni namoyon qiladi."
Bu yerda muhim jihat bor — mustahkamlik va chidamlilik odatda bir-biriga teskari tushunchalar. Shishani oling: u kuchli (sindirish qiyin), lekin chidamsiz (oson sinadi). Rezina esa chidamli (zarbalarni yutadi), lekin uncha kuchli emas. Ikkala xususiyatni bir vaqtda olish tabiatda kam uchraydi.
Lekin bu qisqich-zarra materiallari? Ikkalasini ham birdaniga ta'minlaydi. Bu katta kashfiyot.
Eng katta hiyla: Qaytarilishi
Mana endi bu haqiqatan ham qiziq.
Bu materiallarni orqaga qaytarish mumkin.
Juda ozchak tebranish berilsa, qisqichlar yanada zich tutashadi — material kuchliroq bo'ladi. Tebranishni kuchaytirsangiz, butun tarmoq bo'shashadi, alohida zarrachalar yig'indisiga aylanadi.
Bir necha soniyada. Qattiq jinsmdan alohida bo'laklarga. Va yana orqaga.
Professor Barthelat bu materiallarni ushlash "juda uzoq va g'ayritabiiy" his qilishini aytdi. Bu gapni juda to'g'ri ifodalabdi. U na suyuqlik, na qattiq jins. Biror narsa oralarida — sodda kiritma asosida holatlarini almashishi mumkin bo'lgan narsa.
Bu texnologiyadan nimada foydalanish mumkin?
Boshqacha o'ylab ko'rsangiz, qo'llanilishi haqiqatan ham qiziq.
Barqaror qurilish: Ko'prik yoki binoni buzmasdan, ajratib olish mumkin bo'lgan materiallar bilan qurishni tasavvur qiling. Bu qisqich-zarra materiallari xizmat muddatidan keyin boshqa joyda qayta ishlatish uchun parchalanishi mumkin. Wrecking ball kerak emas. Faqat to'g'ri tebranish — hammasi ajralib, materiallarni boshqa joyda qayta ishlatish uchun bo'shashadi. Bu barqaror muhandislik uchun juda qiziqarli istiqbol.
Swarb robototexnika: Tadqiqotchilardan biri bu texnologiya robotlarda qo'llanilishi haqida ham gaplashdi — vazifani bajarish uchun bir-biriga tutashadigan, keyin yakunlaganda ajraladigan robotlar.
"Boshqa talabalar bilan suhbatlashdim — ular bu texnologiyani svarm robototexnikasida ishlatish mumkin, deb hisoblashadi," dedi Pezeshki. "Kichik robotlar bir-biriga tutashadi, vazifani bajaradi, keyin tugatganda ajraladi."
U hatto bu Terminator 2'dagi T-1000 ga o'xshashligini aytdi — eshik ostidan suyuqlanib o'tib, keyin boshqa tomonda yana shakl oladigan suyuq metall robot. (Haqiqiy ilmiy maqolada kimdir Terminatorni tilga olganini tasavvur qilsangiz, juda yoqimli.)
Tabiat allaqachon shuni qilib kelgan
Bu tadqiqotni yanada qiziqarli qiladigan narsa: tutashuv yangi kashfiyot emas. Tabiat millionlab yillardan beri shu tamoyildan foydalanadi.
Qushlar uyalari mukammal misol. Har bir shoxcha va tolalar alohida olganda kuchsiz, lekin to'qilganda haddan tashqari mustahkam tuzilma hosil qiladi. Suyaklar ham shunday ishlaydi — qattiq mineral komponentlar yumshoq oqsillar bilan chigallashib, bir vaqtning o'zida ham kuchli, ham chidamli narsani yaratadi.
CU Boulder jamoasi aslida bu tamoyilni teskari yo'naltirib, qaysi shakldagi qurilish bloki eng yaxshi ishlashini aniqladi. Va endi shu xususiyatlarga ega materiallarni loyihalash imkoniyati bor.
Xulosa
Bu texnologiyani haqiqiy binolar yoki robotlarda ko'rishga hali ehtimol bir necha yil bor. Lekin asosiy kashfiyot — qisqich shaklidagi zarrachalar shu ajoyib mustahkamlik, chidamlilik va qaytarilish kombinatsiyasini yaratishi — o'zi g'oyat muhim.
Ba'zan eng inqilobiy materiallar экзотик kimyoviy moddalar yoki murakkab ishlab chiqarish jarayonlaridan kelib chiqmaydi. Ba'zan ular shunchaki qurilish bloki shaklini qayta o'ylab chiqishdan keladi.
Va rostgina aytganda? Nima bo'lishini ko'rishni sabrsizlik bilan kutaman.